JPH05141630A - 低NOxガスバーナ - Google Patents
低NOxガスバーナInfo
- Publication number
- JPH05141630A JPH05141630A JP3304751A JP30475191A JPH05141630A JP H05141630 A JPH05141630 A JP H05141630A JP 3304751 A JP3304751 A JP 3304751A JP 30475191 A JP30475191 A JP 30475191A JP H05141630 A JPH05141630 A JP H05141630A
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- Japan
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- gas
- secondary air
- air
- nozzle
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 中央部に燃焼用空気を供給する空気ノズルを
設け、該空気ノズルの外周を取り囲むように形成したガ
スノズルを有する構成の低NOxガスバーナを開発す
る。 【構成】 ガスノズル部の一次空気5をガス3と空気と
の混合用に機能させ、中心部の二次空気7を燃焼促進用
に機能させるようにし、且つ混合ガス13はガスリッチ
炎14を形成し、二次空気7はエアリッチ炎15を形成
するような構造を有するガスバーナ1において、二次空
気7の割合を全空気量の50〜80%とし、且つ二次空
気通路11を二次空気ノズル12外周方向に4〜8分割
して形成した低NOxガスバーナにより目的を達成でき
る。
設け、該空気ノズルの外周を取り囲むように形成したガ
スノズルを有する構成の低NOxガスバーナを開発す
る。 【構成】 ガスノズル部の一次空気5をガス3と空気と
の混合用に機能させ、中心部の二次空気7を燃焼促進用
に機能させるようにし、且つ混合ガス13はガスリッチ
炎14を形成し、二次空気7はエアリッチ炎15を形成
するような構造を有するガスバーナ1において、二次空
気7の割合を全空気量の50〜80%とし、且つ二次空
気通路11を二次空気ノズル12外周方向に4〜8分割
して形成した低NOxガスバーナにより目的を達成でき
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスボイラー、ガス吸
収冷温水機などにおいて使用される窒素酸化物(以下N
Oxと略す)の生成が低減された低NOxガスバーナに
関する。
収冷温水機などにおいて使用される窒素酸化物(以下N
Oxと略す)の生成が低減された低NOxガスバーナに
関する。
【0002】
【従来の技術】工場、事業所などから排出される排ガス
中のNOxなどにより大気汚染が次第に増加する傾向に
あり、その対策が強く望まれている。燃料の燃焼によっ
て生成するNOxは燃焼用空気の中に含まれている窒素
と酸素が高温状態において反応して生じるサーマルNO
xと呼ばれるものと、燃料中に含まれる各種の窒素化合
物が燃焼に際して酸化されてNOxとなるフューエルN
Oxと呼ばれるものとがあるが、気体燃料を用いる場合
の殆どは、燃焼温度が高くなったことにより発生するサ
ーマルNOxであり、燃焼温度が高いほど、また高温で
の排ガスの滞留時間が長いほど多く生成される。従っ
て、サーマルNOxを低減するためには、燃焼温度を下
げ、燃焼の完結時間を小さくして高温での排ガスの滞留
時間を短くすることが必要になる。
中のNOxなどにより大気汚染が次第に増加する傾向に
あり、その対策が強く望まれている。燃料の燃焼によっ
て生成するNOxは燃焼用空気の中に含まれている窒素
と酸素が高温状態において反応して生じるサーマルNO
xと呼ばれるものと、燃料中に含まれる各種の窒素化合
物が燃焼に際して酸化されてNOxとなるフューエルN
Oxと呼ばれるものとがあるが、気体燃料を用いる場合
の殆どは、燃焼温度が高くなったことにより発生するサ
ーマルNOxであり、燃焼温度が高いほど、また高温で
の排ガスの滞留時間が長いほど多く生成される。従っ
て、サーマルNOxを低減するためには、燃焼温度を下
げ、燃焼の完結時間を小さくして高温での排ガスの滞留
時間を短くすることが必要になる。
【0003】そこで従来これらの考え方に従って、運転
条件の変更によるもの、燃焼室熱発生率の低減、燃焼用
空気の予熱温度の低減、バーナの構造を工夫してNOx
を低減させる低NOxバーナなどの燃焼技術によるNO
xの抑制対策が種々なされている。これらの中でも低N
Oxバーナによる対策は比較的簡単な改良で既設の装置
に適用できる可能性があり、抑制効果も大きいので、効
果的な低NOxバーナの開発が求められている。
条件の変更によるもの、燃焼室熱発生率の低減、燃焼用
空気の予熱温度の低減、バーナの構造を工夫してNOx
を低減させる低NOxバーナなどの燃焼技術によるNO
xの抑制対策が種々なされている。これらの中でも低N
Oxバーナによる対策は比較的簡単な改良で既設の装置
に適用できる可能性があり、抑制効果も大きいので、効
果的な低NOxバーナの開発が求められている。
【0004】従来の低NOxガスバーナの例として実開
平2−140122号公報に開示されたバーナがある
が、この場合はガスノズルを中央部に位置させ、その周
囲部に燃焼用空気を供給する空気口を形成したガスバー
ナである。
平2−140122号公報に開示されたバーナがある
が、この場合はガスノズルを中央部に位置させ、その周
囲部に燃焼用空気を供給する空気口を形成したガスバー
ナである。
【0005】一方、本発明者等は先に低NOxガスバー
ナを提案し(特願平3−70665号明細書中に記
載)、分割火炎方式により、保炎板後流部に燃焼ガスの
再循環流を形成し、低NOx化を達成したが、この場合
もガスノズルを中央部に位置させ、ガス噴出孔と空気通
路とを周方向において一致しないように、その周囲部に
燃焼用空気を供給する一次空気通路および一次空気通路
を形成したガスバーナである。
ナを提案し(特願平3−70665号明細書中に記
載)、分割火炎方式により、保炎板後流部に燃焼ガスの
再循環流を形成し、低NOx化を達成したが、この場合
もガスノズルを中央部に位置させ、ガス噴出孔と空気通
路とを周方向において一致しないように、その周囲部に
燃焼用空気を供給する一次空気通路および一次空気通路
を形成したガスバーナである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】中央部に燃焼用空気を
供給する空気ノズルを設け、該空気ノズルの外周を取り
囲むように形成したガスノズルを有する低NOxガスバ
ーナの開発は遅れているので、上記構成を有する優れた
低NOxガスバーナを開発する。
供給する空気ノズルを設け、該空気ノズルの外周を取り
囲むように形成したガスノズルを有する低NOxガスバ
ーナの開発は遅れているので、上記構成を有する優れた
低NOxガスバーナを開発する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の点に鑑み
鋭意研究した結果、上記構成を有するガスバーナにおい
てNOx値を低減させる手段として、下記の〜を採
用することにより課題を解決することができることを見
いだして本発明を成すに至った。 周方向にて分割火炎を形成し、外周部の周方向にて
濃淡燃焼を行う。 中央部には、大きな再循環流域を形成し、排ガス自
己再循環を行う。
鋭意研究した結果、上記構成を有するガスバーナにおい
てNOx値を低減させる手段として、下記の〜を採
用することにより課題を解決することができることを見
いだして本発明を成すに至った。 周方向にて分割火炎を形成し、外周部の周方向にて
濃淡燃焼を行う。 中央部には、大きな再循環流域を形成し、排ガス自
己再循環を行う。
【0008】本発明の請求項1の発明は、先端に保炎板
(A)8と保炎板(B)9を設け、保炎板(A)8と保
炎板(B)9の間の外周に複数の二次空気通路11を形
成した二次空気ノズル12、該二次空気ノズル12の外
周に一次空気通路6を隔て設けられ且つ先端近傍に複数
のガス噴出口10を有するガスノズル4から成り、燃焼
用空気2を一次空気通路6を通る一次空気5と二次空気
ノズル12内を通る二次空気7に分け、ガスノズル部の
一次空気5をガス3と空気との混合用に機能させ、中心
部の二次空気7を燃焼促進用に機能させるようにし、且
つ一次空気5と燃料ガス3からなる混合ガス13は保炎
板(B)9により周方向に進路を変えられてガスリッチ
炎14を形成し、二次空気通路11を出た二次空気7は
保炎板(A)8により周方向に進路を変えられてエアリ
ッチ炎15を形成するような構造を有するガスバーナ1
において、二次空気通路11を二次空気ノズル12外周
方向に4〜8分割して形成したことを特徴とする低NO
xガスバーナである。
(A)8と保炎板(B)9を設け、保炎板(A)8と保
炎板(B)9の間の外周に複数の二次空気通路11を形
成した二次空気ノズル12、該二次空気ノズル12の外
周に一次空気通路6を隔て設けられ且つ先端近傍に複数
のガス噴出口10を有するガスノズル4から成り、燃焼
用空気2を一次空気通路6を通る一次空気5と二次空気
ノズル12内を通る二次空気7に分け、ガスノズル部の
一次空気5をガス3と空気との混合用に機能させ、中心
部の二次空気7を燃焼促進用に機能させるようにし、且
つ一次空気5と燃料ガス3からなる混合ガス13は保炎
板(B)9により周方向に進路を変えられてガスリッチ
炎14を形成し、二次空気通路11を出た二次空気7は
保炎板(A)8により周方向に進路を変えられてエアリ
ッチ炎15を形成するような構造を有するガスバーナ1
において、二次空気通路11を二次空気ノズル12外周
方向に4〜8分割して形成したことを特徴とする低NO
xガスバーナである。
【0009】本発明の請求項2の発明は、ガスノズル4
のガス噴出孔10を二次空気通路11の分割数と同数に
分けて形成し、且つガス噴出孔10と、二次空気通路1
1とが周方向において一致していないことを特徴とする
請求項1に記載の低NOxガスバーナである。
のガス噴出孔10を二次空気通路11の分割数と同数に
分けて形成し、且つガス噴出孔10と、二次空気通路1
1とが周方向において一致していないことを特徴とする
請求項1に記載の低NOxガスバーナである。
【0010】本発明の請求項3の発明は、二次空気7の
割合を全空気量の50〜80%としたことを特徴とする
請求項1に記載の低NOxガスバーナである。
割合を全空気量の50〜80%としたことを特徴とする
請求項1に記載の低NOxガスバーナである。
【0011】
【作用】 燃料ガスと混合される一次空気量は全空気
量の20〜50%程度であるため、この混合ガスの空気
比は0.25〜0.6程度になるため、燃焼するとガス
リッチ炎となり、NOxの生成が抑制される。また、二
次空気が分割されて噴出している部分では、拡散された
前記混合ガスが更に二次空気と混合し、空気比1.8〜
2.2程度になるため、燃焼するエアーリッチ炎とな
り、この部分でもまたNOxの生成が抑制される。 図1〜6に示したように、本発明の低NOxガスバ
ーナにおいては二次空気は保炎板(A)により周方向に
拡がって噴出されるため、保炎板(A)の後流域には、
大きな再循環流が形成され、自己排ガス再循環効果によ
り、NOxの生成が制御される。
量の20〜50%程度であるため、この混合ガスの空気
比は0.25〜0.6程度になるため、燃焼するとガス
リッチ炎となり、NOxの生成が抑制される。また、二
次空気が分割されて噴出している部分では、拡散された
前記混合ガスが更に二次空気と混合し、空気比1.8〜
2.2程度になるため、燃焼するエアーリッチ炎とな
り、この部分でもまたNOxの生成が抑制される。 図1〜6に示したように、本発明の低NOxガスバ
ーナにおいては二次空気は保炎板(A)により周方向に
拡がって噴出されるため、保炎板(A)の後流域には、
大きな再循環流が形成され、自己排ガス再循環効果によ
り、NOxの生成が制御される。
【0012】
【実施例】次に本発明の低NOxバーナを図1〜6によ
り詳細に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り実
施例に限定されるものではない。 (実施例1)図1に本発明の低NOxバーナの断面図を
示す。図2に本発明の低NOxバーナを矢印方向Xから
見た側面図を示す。中央部に燃焼用空気2を供給する空
気ノズル12を設け、該空気ノズル12の外周を取り囲
むように形成したガスノズル4があり、一次空気5は、
外周のガスノズル部へ流れ、燃焼用ガス3と混合し、燃
焼可能な混合ガス13をつくり、保炎板(B)9により
外周へ拡がって流出する。
り詳細に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り実
施例に限定されるものではない。 (実施例1)図1に本発明の低NOxバーナの断面図を
示す。図2に本発明の低NOxバーナを矢印方向Xから
見た側面図を示す。中央部に燃焼用空気2を供給する空
気ノズル12を設け、該空気ノズル12の外周を取り囲
むように形成したガスノズル4があり、一次空気5は、
外周のガスノズル部へ流れ、燃焼用ガス3と混合し、燃
焼可能な混合ガス13をつくり、保炎板(B)9により
外周へ拡がって流出する。
【0013】二次空気7は、燃焼器の中央部ガスノズル
12内を通り、混合ガス13が外周方向へ流出する保炎
板(B)9の位置より先方(後流)へ、6分割され、し
かも、保炎板(A)8により、この二次分割空気7は外
周へ拡がって流出する。ガス噴出口10は二次空気7が
流出しない周位置に位置しており、この部分では、一次
空気5とガス3との混合ガス13が燃焼し、ガスリッチ
炎14を形成する。また二次空気7が流出する部分では
拡散した混合ガス13と二次空気7とが混合して燃焼炎
を形成し、エアリッチ炎15となる。
12内を通り、混合ガス13が外周方向へ流出する保炎
板(B)9の位置より先方(後流)へ、6分割され、し
かも、保炎板(A)8により、この二次分割空気7は外
周へ拡がって流出する。ガス噴出口10は二次空気7が
流出しない周位置に位置しており、この部分では、一次
空気5とガス3との混合ガス13が燃焼し、ガスリッチ
炎14を形成する。また二次空気7が流出する部分では
拡散した混合ガス13と二次空気7とが混合して燃焼炎
を形成し、エアリッチ炎15となる。
【0014】(実施例2)図3に本発明の他の実施例の
低NOxバーナの断面図を示す。図4に本発明の他の実
施例の低NOxバーナを矢印方向Xから見た側面図を示
す。図1〜2に示したものと同様な燃焼形態を有する
が、図4に示したように保炎板(B)9の外周部を、二
次空気7の分割数と同数に、且つ周方向で二次空気7の
流出部11と合致しないように分割することにより、図
1〜2に示した本発明の低NOxバーナよりも、より分
割火炎の形成が促進され、濃淡燃焼の度合いが大きくな
った。
低NOxバーナの断面図を示す。図4に本発明の他の実
施例の低NOxバーナを矢印方向Xから見た側面図を示
す。図1〜2に示したものと同様な燃焼形態を有する
が、図4に示したように保炎板(B)9の外周部を、二
次空気7の分割数と同数に、且つ周方向で二次空気7の
流出部11と合致しないように分割することにより、図
1〜2に示した本発明の低NOxバーナよりも、より分
割火炎の形成が促進され、濃淡燃焼の度合いが大きくな
った。
【0015】(実施例3)図5に本発明の他の実施例の
低NOxバーナの断面図を示す。図6に本発明の他の実
施例の低NOxバーナを矢印方向Xから見た側面図を示
す。図5に示すように、保炎板(B)9の後流の保炎板
(C)16には複数の切欠き17が形成されており、こ
の切欠き17による混合ガス通路18と同数に、且つ周
方向で混合ガス通路18と合致しないように二次空気7
を分割し、分割火炎の形成を促進し、濃淡燃焼の度合い
を大きくした。
低NOxバーナの断面図を示す。図6に本発明の他の実
施例の低NOxバーナを矢印方向Xから見た側面図を示
す。図5に示すように、保炎板(B)9の後流の保炎板
(C)16には複数の切欠き17が形成されており、こ
の切欠き17による混合ガス通路18と同数に、且つ周
方向で混合ガス通路18と合致しないように二次空気7
を分割し、分割火炎の形成を促進し、濃淡燃焼の度合い
を大きくした。
【0016】図1〜6に示した低NOxバーナ1を用い
て実際に燃料ガス3の燃焼テストを行った(燃料ガス流
量50m3 /hr、ガス圧200mmH2 O)。燃焼量
をバーナの定格値の25〜100%まで変化させた時の
排ガス中のNOx濃度の実測値を図7に示した。NOx
濃度はO2=0%換算値で40〜45ppmと優れた値
が得られた。
て実際に燃料ガス3の燃焼テストを行った(燃料ガス流
量50m3 /hr、ガス圧200mmH2 O)。燃焼量
をバーナの定格値の25〜100%まで変化させた時の
排ガス中のNOx濃度の実測値を図7に示した。NOx
濃度はO2=0%換算値で40〜45ppmと優れた値
が得られた。
【0017】一次空気量の全空気量に対する比率を20
〜50%まで変化させた時の排ガス中のNOx濃度の実
測値を図8に示した。NOx濃度はO2 =0%換算値で
45〜50ppmと優れた値が得られた。
〜50%まで変化させた時の排ガス中のNOx濃度の実
測値を図8に示した。NOx濃度はO2 =0%換算値で
45〜50ppmと優れた値が得られた。
【0018】ガス噴出孔10の設定位置をガスノズル4
の周方向で変え、ガス噴出孔10と燃焼用二次空気通路
11の位置がガスノズル周方向において合致させた場合
(Aタイプ)と一致させない場合(Bタイプ)のNOx
実測値を図9に示した。Aタイプの場合はNOx値は5
0ppm(O2 =0%換算値)であったが、Bタイプの
場合はNOx値は43ppmと優れた値が得られた。
の周方向で変え、ガス噴出孔10と燃焼用二次空気通路
11の位置がガスノズル周方向において合致させた場合
(Aタイプ)と一致させない場合(Bタイプ)のNOx
実測値を図9に示した。Aタイプの場合はNOx値は5
0ppm(O2 =0%換算値)であったが、Bタイプの
場合はNOx値は43ppmと優れた値が得られた。
【0019】
【発明の効果】上記のように、本発明は中央部に燃焼用
空気を供給する空気ノズルを設け、該空気ノズルの外周
を取り囲むように形成したガスノズルを有する構成のガ
スバーナにおいて、NOxの発生量を低減した低NOx
ガスバーナを提供するものであり、濃淡燃焼方式、分割
火炎方式および排ガス自己再循環方式を行える上、本発
明の低NOxガスバーナはシンプルな構造を有し、汎用
性および低廉価性(低価格)の点においても優れている
ので、吸収式冷温水機、吸収式冷凍機、蒸気ボイラー、
温水ボイラーなどにおいて好適に使用でき、その産業上
の利用価値は甚だ大きい。
空気を供給する空気ノズルを設け、該空気ノズルの外周
を取り囲むように形成したガスノズルを有する構成のガ
スバーナにおいて、NOxの発生量を低減した低NOx
ガスバーナを提供するものであり、濃淡燃焼方式、分割
火炎方式および排ガス自己再循環方式を行える上、本発
明の低NOxガスバーナはシンプルな構造を有し、汎用
性および低廉価性(低価格)の点においても優れている
ので、吸収式冷温水機、吸収式冷凍機、蒸気ボイラー、
温水ボイラーなどにおいて好適に使用でき、その産業上
の利用価値は甚だ大きい。
【図1】本発明のガスバーナの断面図を示す。
【図2】本発明のガスバーナを矢印方向Xから見た側面
図を示す。
図を示す。
【図3】本発明の他の実施例のガスバーナの断面図を示
す。
す。
【図4】本発明の他の実施例のガスバーナを矢印方向X
から見た側面図を示す。
から見た側面図を示す。
【図5】本発明の他の実施例のガスバーナの断面図を示
す。
す。
【図6】本発明の他の実施例のガスバーナを矢印方向X
から見た側面図を示す。
から見た側面図を示す。
【図7】燃焼量と排ガス中のNOx濃度の関係を示す図
である。
である。
【図8】一次空気量の全空気量に対する比率と排ガス中
のNOx濃度の関係を示す図である。
のNOx濃度の関係を示す図である。
【図9】ガス噴出口と燃焼用二次空気通路との位置関係
と排ガス中のNOx濃度の関係を示す図である。
と排ガス中のNOx濃度の関係を示す図である。
1 ガスバーナ 2 燃焼用空気 3 燃料ガス 4 ガスノズル 5 一次空気 6 一次空気通路 7 二次空気 8 保炎板(A) 9 保炎板(B) 10 ガス噴出口 11 二次空気通路 12 二次空気ノズル 13 混合ガス 14 ガスリッチ炎 15 エアリッチ炎 16 保炎板C 17 切欠き 18 混合ガス通路
Claims (3)
- 【請求項1】 先端に保炎板(A)8と保炎板(B)9
を設け、保炎板(A)8と保炎板(B)9の間の外周に
複数の二次空気通路11を形成した二次空気ノズル1
2、該二次空気ノズル12の外周に一次空気通路6を隔
て設けられ且つ先端近傍に複数のガス噴出口10を有す
るガスノズル4から成り、燃焼用空気2を一次空気通路
6を通る一次空気5と二次空気ノズル12内を通る二次
空気7に分け、ガスノズル部の一次空気5をガス3と空
気との混合用に機能させ、中心部の二次空気7を燃焼促
進用に機能させるようにし、且つ一次空気5と燃料ガス
3からなる混合ガス13は保炎板(B)9により周方向
に進路を変えられてガスリッチ炎14を形成し、二次空
気通路11を出た二次空気7は保炎板(A)8により周
方向に進路を変えられてエアリッチ炎15を形成するよ
うな構造を有するガスバーナ1において、二次空気通路
11を二次空気ノズル12外周方向に4〜8分割して形
成したことを特徴とする低NOxガスバーナ。 - 【請求項2】 ガスノズル4のガス噴出孔10を二次空
気通路11の分割数と同数に分けて形成し、且つガス噴
出孔10と、二次空気通路11とが周方向において一致
していないことを特徴とする請求項1に記載の低NOx
ガスバーナ。 - 【請求項3】 二次空気7の割合を全空気量の50〜8
0%としたことを特徴とする請求項1に記載の低NOx
ガスバーナ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3304751A JPH05141630A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 低NOxガスバーナ |
KR1019920007801A KR960005758B1 (ko) | 1991-05-07 | 1992-05-07 | 가스 버어너 |
US07/972,706 US5486108A (en) | 1991-05-07 | 1992-11-06 | Gas burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3304751A JPH05141630A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 低NOxガスバーナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05141630A true JPH05141630A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17936788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3304751A Pending JPH05141630A (ja) | 1991-05-07 | 1991-11-20 | 低NOxガスバーナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05141630A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100388300B1 (ko) * | 2001-04-27 | 2003-06-25 | 세일기건 주식회사 | 가스버너의 화력증가장치 |
KR100395412B1 (ko) * | 2001-04-14 | 2003-08-27 | 세일기건 주식회사 | 가스버너의 화력증가장치 |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3304751A patent/JPH05141630A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100395412B1 (ko) * | 2001-04-14 | 2003-08-27 | 세일기건 주식회사 | 가스버너의 화력증가장치 |
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